色彩的基本概念
色彩是所有颜色的总称，它包括两部分:无彩色系和有彩色系。“无彩色系”(消色)是指黑、白以及介于两者之间各种深浅不同的灰色。“有彩色系”(彩色)是指红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等色。一切不属于消色的颜色都属于彩色。
1.色彩的基本特征
无彩色系的颜色只有明度特征，没有色相和饱和度特征。有彩色系的颜色具有三个基本特征:色相、明度、饱和度，在色彩学上也称为色彩的三属性。熟悉和掌握色彩的三属性，对于认识色彩和表现色彩是极为重要的。三属性是色彩研究的基础。
1)色彩的基本属性
色彩的基本属性是指人的视觉能够辨别的颜色的基本变量。
(1)色相。
色相(也称为色别或色种)即每种颜色固有的相貌，即色彩的种类。色相表示颜色之间“质”的区别，是色彩最本质的属性。色相在物理上是由光的波长所决定的，如图4-5所示，光谱中的红、橙、黄、绿、青、蓝、紫7种分光色是具有代表性的7种色相，它们按波长顺序排列，若将它们弯曲成环，红、紫两端不相连接，不形成闭合。在红与紫中间插入它们的过渡色:品红、紫红、红紫，就形成了一个色相连续渐变的完整色环。其中品红、紫红等色为光谱中不存在的“谱外色”。
图4-5 可见光波长对应的色相
(2)明度。
明度(也称为亮度)是指色彩的明暗程度，也指色彩对光照的反射程度。对光源来说，光强者显示色彩明度大；反之，明度小。对于反射体来说，反射率高者，色彩的明度大；反之，明度小。
不同的颜色具有不同的视觉明度，如黄色、黄绿色相当明亮，而蓝色、紫色则很暗，大红、绿、青等色介于其间。同一颜色加白或黑两种颜料掺和以后，能产生各种不同的明暗层次。白颜料的光谱反射比相当高，在各种颜料中调入不同比例的白颜料，可以提高混合色的光谱反射比，提高了明度；反之，黑颜料的光谱反射比极低，在各种颜料中调入不同比例的黑颜料，可降低混合色的光谱反射比，降低了明度。由此可以得到该色的明暗阶调系列。
(3)饱和度。
饱和度(也称为纯度、彩度和鲜艳度)是指色彩的纯净程度。当一个颜色的本身色素含量达到极限时，就显得十分鲜艳、纯净，此时颜色就饱和。在自然界中，绝对纯净的颜色是极少的。在特定的实验条件下，可见光谱中的7种单色光由于其本身色素含量近似饱和状态，故认为是最为纯净的标准色。在色料的加工制作过程中，总是或多或少地混入一些杂质，不可能达到百分之百的纯净。
“饱和度”与“明度”是两个概念。“明度”是指该色反射各种色光的总量，而“饱和度” 是指这种反射色光总量中某种色光所占比例的大小。“明度”是指明暗、强弱，而“饱和度”是指鲜灰、纯杂。黑白阶调效果可以表示出色彩明度的高低，却不能反映出纯度的高低。某种颜色的明度高，不一定就是纯度高，如果它掺杂着其他较浅的颜色，它的明度是提高了，而纯度却是降低了。
色彩的三属性具有互相区别、各自独立的特性，但在实际色彩应用中，这三属性又总是互相依存、互相制约的。若一个属性发生变化，其他一个或两个属性也随之变化。例如，在高饱和度的颜色中混合白色，则明度提高；混入灰色或黑色，则明度降低。同时饱和度也发生变化，混入的白色或黑色的分量越多，饱和度越小，当饱和度减至极小时，则由量变引起质变——由彩色变为消色。
2)色彩的感觉
色彩是客观存在的物质现象，但色彩在人的视觉感觉中却并非纯物理的。由于在自然界和社会中，色彩往往与某种物质现象、事件、时间存在联系，因而人对色彩的感觉是在长期生活实践中形成的，不仅带有自然遗传的共性，而且具有很强的心理和感情特征。色彩的感觉主要表现在以下几个方面:
(1)色彩的兴奋与沉静。
当我们观察色彩形象时，会有不同的情绪反应:有的能唤起人的情感，使人兴奋；而有的让人感到伤感，使人消沉。通常，前者称为兴奋色或积极色，后者称为沉静色或消极色。在影响人的感情的色彩属性中，最起作用的是色相，其次是饱和度，最后是明度。
在色相方面，最令人兴奋的色彩是红、橙、黄等暖色，而给人以沉静感的色彩是青、蓝、蓝紫、蓝绿等色。其中兴奋感最强的为红橙色；沉静感最强的为青色；紫色、绿色介于冷暖色之间，属于中性色，其特征为色泽柔和，有宁静平和感。
高饱和度的色彩比低饱和度的色彩给人的视觉冲击力更强，感觉积极、兴奋。随着饱和度的降低，色彩感觉逐渐变得沉静。
在明度方面，同饱和度不同明度的色彩，一般为明度高的色彩比明度低的色彩视觉冲击力强。低饱和度、低明度的色彩属于沉静色，而低明度的无彩色最为沉静。
(2)色彩的冷暖感。
色彩之所以使人产生冷、暖感觉，主要是因为色彩与自然现象有着密切的联系。例如，当人们看到红色、橙色、黄色便会联想到太阳、火焰，从而感到温暖，故称红色、橙色等色为暖色；看到青色、蓝色便联想到海水、天空、冰雪、月夜、阴影，从而感到凉爽，故称青色、蓝色等色为冷色。
色彩的冷暖感是相对的，两种色彩的互比常常是决定其冷暖的主要依据。如与红色相比，紫色偏于冷色；与蓝色相比，紫色则偏于暖色。深刻理解色彩的冷暖变化对于地图设色是极为有用的。
(3)色彩的进退和胀缩。
当观察同一平面上的同形状、同面积的不同色彩时，在相同的背景衬托之下，会感到红色、橙色、黄色似乎离眼睛近，有凸起来的感觉，同时显得大一些；而青色、蓝色、紫色似乎离眼睛远，有凹下去的感觉，同时显得小一些。因此，常将前者称为前进色、膨胀色，而将后者称为后退色、收缩色。色彩的这种进退特性又称为色彩的立体性。
进退或胀缩与色彩的饱和度有密切关系。高饱和度的鲜艳色彩给人以前进、膨胀的感觉，低饱和度的浑浊色给人以后退、收缩的感觉。
在地图设色时，常利用色彩的前进与后退的特性来形成立体感和空间感。例如，地貌分层设色法就是利用色彩的这一特性来塑造地貌的立体感。也常利用色彩的这一特性，突出图面中的主要事物，强调主体形象，帮助安排图面的视觉顺序，形成视觉层次。
(4)色彩的轻重与软硬。
决定色彩轻重感的主要因素是明度，即明度高的色彩感觉轻，明度低的色彩感觉重。其次是饱和度，同一明度、同一色相的条件下，饱和度高的感觉轻，饱和度低的感觉重。
暖色如黄色、橙色、红色给人的感觉轻，冷色如蓝色、蓝绿色、蓝紫色给人的感觉重。
色彩的软硬与明度、饱和度有关，掺了白色、灰色的明浊色有柔软感，而纯色和掺了黑色的颜色则有坚硬感。白、黑属于硬色，灰色属于软色。
在地图设色中，进行图面各要素配置时，不仅要注意位置的安排与组合关系，更应注意各要素色彩的轻重感的运用，以使图面配置均衡。
(5)色彩的华丽与朴素。
暖色系、明度大及饱和度高的色彩显得华丽；冷色系、明度小及饱和度低的色彩显得朴素。金色、银色华丽，黑色、白色、灰色朴素。
(6)色彩的活泼与忧郁。
充满明亮阳光的房间有轻快活泼的气氛，光线较暗的房间有沉闷忧郁的气氛；观看以暖色为中心的纯色、明色感到活泼，看冷色和暗浊色感到忧郁。也就是说，色彩的活泼和忧郁是以亮度为主，伴随着饱和度的高低、色相的冷暖而产生的感觉。消色则以亮度为主，白色感到活泼，而黑色感到忧郁，灰色是中性的。
3)色彩的象征性
色彩的象征性是人类长期实践的产物，其形成有一个历史过程。由于地区、民族习惯等不同，在用色象征事物或现象时有不少差别。现将几种主要色彩的象征性概述如下:
(1)红色:红色能使人联想到自然界中红艳芳香的鲜花、丰硕甜美的果实形象。红色象征艳丽、青春、饱满、成熟和富有生命力；象征欢乐、喜庆、兴奋；象征胜利、兴旺发达；象征忠诚等。相反，也可用红色象征危险、灾害和恐怖等。
(2)橙色:橙色以成熟的果实色为名，因此可用以象征饱满、成熟和富有营养等；橙色又为霞光、某些灯光之色，因而又可象征明亮、华丽、向上、兴奋、温暖、愉快、辉煌等。
(3)黄色:黄色有如早晚的阳光和大量人造光源等辐射光的倾向色(黄)，可用以象征光明、富贵、活泼、灿烂、轻快、丰硕、甜美、芳香等；与此同时，也可象征酸涩、颓废、病态等。
(4)绿色:绿色为生命之色，可作为农、林业的象征色，还可象征旅游、疗养事业，象征和平等。草绿、嫩绿、淡绿等色象征春天、生命、青春、幼稚、活泼；艳绿、浓绿象征成熟、兴旺等。
(5)蓝色:蓝色容易使人联想到天空、海洋、湖泊、严寒等事物或现象。可用以象征崇高、深远、纯洁、冷静、沉思、智慧等。
(6)紫色:人眼对紫色的知觉度最低。纯度最高的紫色同时也是明度很低的色。紫色象征高贵、奢华，幽静、不安等；浅紫色象征清雅、含蓄、娇羞；紫灰色可作苦、毒、恐怖之象征色。
(7)白色:白色为太阳、冰雪、白云之色，用以象征光明、纯洁、坚贞、爽快、寒冷、单薄等。在我国，由于白色与丧事之间的习惯性联系，故又用以象征哀伤、不祥等。
(8)黑色:黑色的象征性可分为两种:其一，用以象征积极，如休息、安静、深思、考验、严肃、庄重和坚毅等；其二，用以象征消极，如恐怖、阴森、忧伤、悲痛和死亡等。
(9)灰色:灰色是居于黑白之间的中等明度色，对眼睛的刺激适中，既不眩目也不暗淡，视觉不易感到疲劳。可用以象征平淡、乏味、消极、枯燥、单调、沉闷、抑制等；也可象征高雅、精致和含蓄等。
(10)光泽色:光泽色为质地坚硬、表面光滑、反光能力强的物体色，如金、银、铜和玻璃等的颜色。光泽色可用以象征辉煌、华丽、活跃等。
用色象征事物或现象，必须注意色彩与形象互为存在条件。也就是说，色彩与具体形象相结合，其象征意义比较明确；脱离了有关的形象范围，色彩的象征意义就比较含糊。
2.色彩的混合
两种或两种以上的颜色混合在一起会产生一种新的颜色，这就是色彩混合。在艺术和技术领域，为获得丰富的色彩而去制造每一种颜色是不可能的，因为色彩的数量是非常巨大的。因而必须从一些基本的颜色出发，研究它们相互混合的规律，以指导色彩的有效使用。
由于色彩包括色光和色料两大类，色彩的混合也区分为色光混合和色料混合两类。这两种混合方式既有共同的规律，又有区别。
1)加色法混合
加色法混合即色光的混合。用两台投影仪同时向白色屏幕上投射两束不同的单色光，这两束光重叠处会得到介于两种单色光之间的颜色。由于光的叠加，混合色光一定比原来的单色光更为明亮，这是两种光能量相加的结果。所以，色光的混合也被称做加色混合。在这种混合状态中，混合色光的亮度等于被混合的单色光亮度之和。
(1)色光三原色。
光的颜色很多，可以从太阳光中分解出来的单色光也不少，但作为“原色”的光只有三种:红色、绿色、蓝色。
在日光的色散实验中，充分展开的光谱可区分为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫7个波带，但是当转动棱镜使色散由宽变窄地收缩时，有些颜色就相互合并，最后光谱上只剩下红、绿、蓝三个色区。实验证明，以红、绿、蓝三种色光为基本色，将它们混合可以得到几乎所有的其他色光，但它们自己却不能由其他色光混合得到。因此，将红、绿、蓝称为色光的三原色。在色彩视觉的研究中也发现，人眼中存在三种感色细胞，分别对红、绿、蓝三种色光敏感，而人能感觉到丰富多彩的颜色，都是由于三种感色细胞的不同兴奋状态组合形成的，所以也将红、绿、蓝三原色称为“生理色”。
为了统一三原色的标准，国际照明委员会经过精确研究，在1931年对三原色的波长做出了如下规定:红色光(R)700nm，色相为大红，略带橙色；绿色光(G)5 461nm，色相为十分鲜亮的黄绿色；蓝色光(B)4 358nm，色相为略偏红色的深蓝，也称蓝紫色。
(2)色光的混合。(https://www.daowen.com)
在光学实验中，白色的日光可以分解为红、绿、蓝三原色。反过来，将三原色光按某种比例混合时，又可以还原成白色光。所以在色光混合中，人们一般都把白色光看作由红、绿、蓝三原色组成的混合光。
用彩色合成仪把三种原色光投射到屏幕上进行叠加是一个典型的色光混合实验，如图4-6所示。
由图4-6可见，每两种原色光叠加混合都得到了一种新的色:
红光＋绿光＝黄光(Y)
绿光＋蓝光＝青光(C)
蓝光＋红光＝品红光(M)
这种由每两种原色光混合得到的色，称为色光的三个间色。图4-6中，由三原色共同叠加混合的中心区，呈现出明亮的白色。进一步实验发现，每一种原色光与另外两种原色光混合生成的间色混合时也产生白色，如图4-7所示。人们能以某种比例混合获得白色光的两种色光称为互补色，或者其中一种色光是另一种色光的补色。
图4-6 色光混合实验
对于色光混合的主要规律，可以用以下色光混合定律加以总结:
①中间色律——任何两种色光进行混合，都可以得到一种介于两者之间的中间色。当其中一种色光的量作连续变动时，混合的中间色也连续变化，即中间色的色相取决于两种色光的相对比例。
图4-7 三原色光与其补色光的混合
②补色律——每一种色光都有一种相应的补色，它们以适当比例混合可得到白色或灰色。
③替代律——在色光混合中，颜色(主要是色相)相似的色可以互相代替。不管其光谱成分是否相同，只要其面貌一样，在混合中就可得到相同的效果。
④亮度相加律——色光直接叠加时，其混合色亮度等于各色光亮度之和，叠加的色光越多，就越明亮。
色光混合的规律，可以用一个色彩混合方程表示:
式中，α，β，γ是三原色系数。
由混合方程可以看出，只要变动三原色的系数，就可以得到无数种颜色。当其中一个系数为0时，混合色只包含两种原色，混合结果都属于间色，而间色的色相取决于两原色系数之比。当三个系数都不为0时，混合色包含三种原色，所得色光就不饱和，颜色浅白；当三原色系数相等时，其混合结果是白色或灰色(消色)。
对于光源来说，标准的白色光应该是可见光谱上各波段辐射能量相等的混合光，这是理想的光，可称为等能光源。但在现实生活中，理想的光源几乎不存在，往往由于某些波段能量过弱或过强而偏色。例如日光偏黄，是由于短波段蓝色光不足，又如白炽灯偏橙黄，日光灯偏蓝、钠灯偏橙。用于摄影等的光源对光谱成分和白度要求较高，人们正不断地研究制造出接近标准白光的新光源。
2)减色法混合
利用色料混合或颜色透明层叠合的方法获得新的色彩，称为减色法混合。
色料和有色透明层呈现出一定的颜色，是由于这些物体对光谱中的各种色光实现了选择性吸收(即减去某些色光)和反射的结果。即人眼所见到的色料或者有色透明层的颜色，是白光中某些色光被选择性吸收以后剩余的色光。色光被吸收得越多，则剩余色越晦暗，其亮度也越小；若三原色光或互补色光部分或全部被吸收，则混合色呈深灰色或黑色。因此，色料的混合称为减色混合。
(1)色料三原色:
色料三原色也称第一次色，是指品红、黄、青三种标准的颜色。自然界中的千万种颜色基本上可由这三原色混合而成，但是，三原色是任何颜色也混合不出来的。
色料三原色与色光三原色之间存在着十分密切的关系。从图4-8可知色料三原色的性质，每种原色能够减去白光中相应的一种原色，并同时透射出其余的两种原色光，其关系如下:
品红＝白光－绿(减绿色)
黄＝白光－蓝(减蓝色)
青＝白光－红(减红色)
图4-8 色料的三减原色
正因为色料三原色与色光三原色的对应互补关系，因而又将色料的三原色称为三减原色，即减绿、减蓝、减红。
根据色彩混合方程:C减＝α·C＋β·M＋γ·Y，色料三原色(青、品红、黄)以不同比例混合可以获得任何一种颜色。在理论上，减色法三原色的色相必须与色光三间色的色相一致，但由于制作的原因，色料三原色的色相不可能与色光三间色的色相完全一致。因此，用色料三原色混合出的颜色也就不够纯正。虽然自然界极纯色很少，但是利用色彩的技巧以及印刷中黑色的使用，人们仍然可以使用这些减原色颜料、油墨创造出丰富的色彩效果。
(2)色料三间色:
由两种色料原色相混合而得到的色称为间色，又称为第二次色。色料三间色的形成规律如下:
品红＋黄＝橙(R)
黄＋青＝绿(G)
青＋品红＝紫(B)
若将原色分量稍加改变，还可以混合出多种不同的中间色，例如:
品红3＋黄1＝橙红
品红2＋黄1＝红橙
品红1＋黄1＝大红
品红1＋黄2＝黄橙
品红1＋黄3＝橙黄
其中的数字代表混合量。
(3)复色:
由两种间色或三原色不等量混合而得到的色称为复色，又称再间色或第三次色。
橙＋绿＝(品红＋黄)＋(青＋黄)＝(品红＋黄＋青)＋黄＝黑＋黄＝黄灰(古铜色)
橙＋紫＝(品红＋黄)＋(青＋品红)＝(品红＋黄＋青)＋品红＝黑＋品红＝红灰
绿＋紫＝(青＋黄)＋(品红＋青)＝(青＋黄＋品红)＋青＝黑＋青＝青灰
凡是复色均包含有三原色成分。三原色等量相混合即呈中性灰色或黑色；三原色不等量相混合，可得到各种色调的复色。由于复色中均含有三原色成分，即也含有黑色，故饱和度、明度都大大降低，这是复色不及间色、原色那样鲜艳、明亮的原因。但正因为复色包含多种成分，故而也显得深沉、大方、耐看。
调复色常用的方法有:三原色不等量相混；两间色不等量相混；原色或间色与黑色相混；对比色不等量相混；互补色不等量相混，如绿与品红相混；常用颜料中的土黄、赭石、深绿等颜色均为复色，可直接使用，也可根据需要适当调入其他颜色，便可得到各种复色。
(4)互补色:
色料三原色中，任意两种原色相混而成的间色与第三种原色互为补色。如品红与绿、黄与紫、青与橙为三对标准互补色。其中品红、绿为色相对比最强的互补色；黄与紫为明度对比最强的互补色；青与橙为冷暖对比最强的互补色。
色料原色与补色等量相混合，实质上是色料三原色的混合。因此，混合结果均为黑色或灰色。如:品红＋绿＝黑；黄＋紫＝黑；青＋橙＝黑。
图4-9是由色料构成的色环，青、品红、黄为三原色，每两个原色之间是一组间色。
图4-9 由色料构成的色环
色环上处于两原色之间的同类间色相混合仍然是间色，因为它们只包含两种原色成分。色环上位于同一个原色两侧的颜色混合得到复色，因为它们必然带有第三种原色的成分。
一般来说，色环上两个相距很近的色相混合，其饱和度比较高；两个颜色在色环上距离越大，其混合色饱和度越低。当两色距离最大(位于直径两端)时，它们就是互补色，其混合色极其灰暗，等量混合时就近似于黑色。
